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멱함수 법칙분포를 기반으로 한 유역의 배수구조에 대한 해석
Analysis of drainage structure for river basin on the basis of power law distribution 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.49 no.6, 2016년, pp.495 - 507  

김주철 (충남대학교 국제수자원연구소) ,  강희승 (충남대학교 국제수자원연구소) ,  정관수 (충남대학교 토목공학과)

초록
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본 연구의 주목적은 유역의 유출응집구조를 분석하고 이를 기반으로 멱함수 법칙분포의 대표적 특성인 보편성을 수문학적 관점에서 입증해 보고자 하는 것이다. 이를 위하여 최우법에 따라 집수면적의 누가분포에 대한 멱함수 법칙분포의 적합을 수행하였으며 이로부터 도출된 멱함수 법칙분포의 지수를 집수평면의 형상을 기반으로 평가하여 보았다. 주요한 결과로서 본 연구의 대상 유역들은 집수평면의 규모에 대하여 거의 모두 동일한 형태의 분포를 취하고 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 얻은 멱함수 법칙분포의 지수는 선행연구에서 제시된 값에 비하여 다소 큰 수치로 나타났는데 이는 본 연구의 대상유역들이 가진 자기상사성의 특징을 반영하는 것으로 판단된다. 향후 DEM을 기반으로 보다 더 실제에 가까운 흐름방향모의를 통한 집수평면의 멱함수 법칙분포의 보편성에 대한 연구가 반드시 수행되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aims at hydrologically demonstrating the universality of power law distribution by analyzing runoff aggregation structures of river basins. Power law distribution is fitted to cumulative drainage area of basins of interest by maximum likelihood, which results in the power law exponents. A...

주제어

#유역   #응집구조   #멱함수 법칙분포   #최우도법  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구에서는 하천망 추출방법에 따른 오차를 줄이고 지형자료에 객관성이 부여될 수 있도록 수지지도의 하천선(blue line)을 그대로 사용한 이유는? DEM을 이용한 유역의 배수구조 해석에 있어 중요한 요소 중의 하나로 하천망의 추출을 들 수 있다. 현재 수문학 분야에서 적용되는 방법들은 주로 면적한계기준과 경사-면적한계기준의 범주로 구분될 수 있으나 이러한 기법들은 아직 체계적인 기준의 정립이 부족한 실정이며 또한 하천망의 계절적변동의 영향을 고려하지 못하는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하천망 추출방법에 따른 오차를 줄이고 지형자료에 객관성이 부여될 수 있도록 수지지도의 하천선(blue line)을 그대로 사용하였다.
유역은 무엇이 포함된 것으로 알려져 왔는가? 유역의 분계선은 인접한 두 유역을 분리하는 점들을 연결하는 궤적(능선)으로 이 분계선을 수평면위에 투영할 경우 얻어지는 평면도형을 집수평면(集水平面;catchment plan-form)이라 부른다(Eagleson, 1970). 일반적으로 유역은 하천망(channel network)과 구릉지사면(hillslope)으로 구성된 복합적인 변환계로 기술되며 그 변환과정 속에는 거시적인 규모의 지질구조학적 융기(tectonic uplift)로부터 유수에 의한 침식(fluvial erosion)에 이르기까지 수많은 현상들의 복잡한 상호작용들이 포함되어 있는 것으로 알려져 왔다(Willgoose, et al, 1991).
유역은? 유역은 물의 순환과정(hydrologic cycle)에 대한 공간적 토대를 제공하는 자연계로서, 강수로 인해 하천의 임의 단면에 위치한 단일 출구지점에 유출을 발생시키는 지역의 범위로 정의된다(Yoon, 2007). 유역의 분계선은 인접한 두 유역을 분리하는 점들을 연결하는 궤적(능선)으로 이 분계선을 수평면위에 투영할 경우 얻어지는 평면도형을 집수평면(集水平面;catchment plan-form)이라 부른다(Eagleson, 1970).
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